CN111408265B - 一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法 - Google Patents

一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111408265B
CN111408265B CN202010253404.7A CN202010253404A CN111408265B CN 111408265 B CN111408265 B CN 111408265B CN 202010253404 A CN202010253404 A CN 202010253404A CN 111408265 B CN111408265 B CN 111408265B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ash
activated carbon
flue gas
electric field
composite powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010253404.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111408265A (zh
Inventor
张�浩
吴胜华
杜晓燕
刘秀玉
宗志芳
唐刚
韩云龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Technology AHUT
Original Assignee
Anhui University of Technology AHUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Technology AHUT filed Critical Anhui University of Technology AHUT
Priority to CN202010253404.7A priority Critical patent/CN111408265B/zh
Publication of CN111408265A publication Critical patent/CN111408265A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111408265B publication Critical patent/CN111408265B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8637—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8603—Removing sulfur compounds
    • B01D53/8609—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/185—Phosphorus; Compounds thereof with iron group metals or platinum group metals
    • B01J27/1853—Phosphorus; Compounds thereof with iron group metals or platinum group metals with iron, cobalt or nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/70—Non-metallic catalysts, additives or dopants
    • B01D2255/702—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法，属于冶金固废资源利用领域。该冶金粉尘改性活性炭包括烧结电场除尘灰、转炉干法除尘粗灰、磷酸、活性炭、无水乙醇、水和石墨烯。所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。本发明拓展了烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰的高性能、高附加值利用途径，实现了“以废治废”的新思路，符合相关节能环保、循环经济的政策要求。

Description

一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备 方法
技术领域
本发明属于冶金固废资源利用领域，具体涉及一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法。
背景技术
钢铁工业中SO2排放量、氮氧化物排放量分别占全国排放量的9.3％于5.6％，其中烧结工序是主要的SO2、氮氧化物排放环节。近年来，研发适合烧结烟气排放特点的联合脱硫脱硝一体化工艺已经成为钢铁企业关注的焦点，其中利用活性炭用于烧结烟气的脱硫脱硝已经在国内大型钢铁公司得到成功应用，但是在运行过程中所用活性炭的运行成本高、机械强度低且易粉化、着火点低存在烧塔风险，同时活性炭对氮氧化物的吸附效果受到SO2的影响，上述问题的存在极大的限制了活性炭干法烟气净化技术的推广。
利用负载金属活性位技术是提高活性炭对硫化物、氮氧化物转化效率的有效手段，但是负载金属多为金属氧化物，导致活性炭生产与失活后处理的成本较高。烧结电场除尘灰是铁矿石烧结过程中，通过烧结机头烟气电除尘器所扑集的粉尘，其铁、钾元素含量高，即Fe/Fe2O3和K。转炉干法除尘粗灰是转炉开始冶炼后，蒸发冷却器喷介质冷却烟道内转炉烟气，烟气被冷却后产生的粗灰，其铁、钙元素含量高，即Fe3O4、FeO、Fe/Fe2O3和CaO。如果利用烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰中含有的碱性物质与金属氧化物对活性炭进行改性处理，不仅解决改性活性炭用于烟气脱硫脱硝的成本问题，而且拓展了烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰的高附加值应用，实现“以废治废”的新思路。
发明内容
为了解决利用活性炭负载金属活性位进行改性提高活性炭对硫化物、氮氧化物转化效率，导致活性炭生产与失活后处理成本较高的缺点；活性炭机械强度低且易粉化、着火点低的缺点；烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰难处理且难以资源化利用的缺点。本发明提供了一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，以期解决以上问题。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，该冶金粉尘改性活性炭按重量百分比原料如下：
Figure BDA0002436330980000021
所述烧结电场除尘灰，其化学成分包括：Fe/Fe2O3、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、K和Na；所述转炉干法除尘粗灰，其化学成分包括：Fe3O4、FeO、Fe/Fe2O3、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、K、Na、C和Zn；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
进一步的，所述烧结电场除尘灰，其化学成分(质量分数)分别为：Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)。
进一步的，所述转炉干法除尘粗灰，其化学成分(质量分数)分别为：Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)。
更进一步的，所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm。
更进一步的，所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm。
本发明同时提供了上述具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为300r/min～600r/min、时间为36h～72h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为250r/min～400r/min、时间为8h～16h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min～600r/min、时间为24h～48h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
本发明的科学原理：
(1)机械合金化是将粉末混合物在机械力作用下不断产生新的分子或原子面，通过变形-破碎-细化过程的反复进行，形成层状结构并不断细化，从而缩短固态粒子之间相互扩散的距离，加速粉末化合进程，以形成均匀且稳定结构的固溶体或化合物。采用氧气气氛机械合金化处理技术发生氧化反应，即烧结电场除尘灰中K与氧气中O在较长时间内发生合金化反应生成K2O具有碱性。采用氦气气氛机械合金化处理技术，有利于维持活性炭在改性过程中的稳定性，不会出现自燃的现象。
(2)一方面烧结电场除尘灰产生的K2O与转炉干法除尘粗灰含有的CaO均具有高碱性，与烧结烟气中SO2反应生成K2SO3与CaSO3有利于提高脱硫效率；另一方面烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰含有的FeO、Fe/Fe2O3具有催化性能，与活性炭协同催化还原烧结烟气中NO提高脱硝效率；转炉干法除尘粗灰含有的Fe3O4属于磁铁具有磁性，可以增强活性炭表面吸附SO2、NO的性能，进一步提高脱硫脱硝效率。
(3)石墨烯具有独特的平面延展结构，更大的理论比表面积(2630m2·g-1)，较高的电子迁移率(2×105cm2·V-1·s-1)和电导率(106S·m-1)，以及良好的机械性和热稳定性。较大的比表面积有利于提高活性炭表面脱硫脱硝活性组分的分散度,优异的电子特性可以极大地促进氧化还原过程中电子的传递，从而加速脱硫脱硝反应的进行，提高其效率。
(4)磷酸(H3PO4)属于中强酸，由于磷酸分子中P原子是sp3杂化的，3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键，另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-pπ键组成的。磷酸受强热后脱水易生成焦磷酸、三磷酸和多聚偏磷酸，能与烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰中硅元素(SiO2)、金属元素(FeO和Fe/Fe2O3)形成少量且稳定的硅-磷-铁消烟、阻燃体系，以提高阻燃性能。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明解决了利用活性炭负载金属活性位进行改性提高活性炭对硫化物、氮氧化物转化效率，导致活性炭生产与失活后处理成本较高的缺点；活性炭机械强度低且易粉化、着火点低的缺点；烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰难处理且难以资源化利用的缺点。
2、本发明利用烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰制备具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，其性能优越且价格低廉，拓展了烧结电场除尘灰与转炉干法除尘粗灰的高性能、高附加值利用途径，实现了“以废治废”的新思路。
3、本发明一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法符合相关节能环保、循环经济的政策要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000051
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为72h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为350r/min、时间为8h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为40h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
实施例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000061
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为500r/min、时间为48h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为250r/min、时间为14h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为600r/min、时间为32h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
实施例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000071
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为60h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为10h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为48h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
实施例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000081
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为600r/min、时间为36h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为16h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为500r/min、时间为24h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
实施例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000091
Figure BDA0002436330980000101
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为500r/min、时间为60h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为250r/min、时间为12h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为500r/min、时间为40h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
实施例6
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000102
Figure BDA0002436330980000111
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为48h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为14h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为32h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
对比例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000112
Figure BDA0002436330980000121
所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)将转炉干法除尘粗灰、磷酸与水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为14h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为32h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
对比例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000122
Figure BDA0002436330980000131
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为48h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为14h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为32h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
对比例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000132
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为48h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为14h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为32h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
对比例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000141
Figure BDA0002436330980000151
所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6μm～26.4μm，化学成分(质量分数)为Fe/Fe2O3(52.79％)、SiO2(4.35％)、CaO(7.27％)、MgO(1.58％)、Al2O3(1.62％)、K(15.88％)、Na(1.08％)和其他(15.43％)；所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5μm～29.0μm，化学成分(质量分数)为Fe3O4(24.04％)、FeO(26.34％)、Fe/Fe2O3(21.32％)、SiO2(2.99％)、CaO(18.84％)、MgO(3.76％)、Al2O3(0.53％)、K(0.46％)、Na(0.59％)、C(0.70％)、Zn(0.05％)和其他(0.38％)；所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水。
(1)利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为48h，得到I型复合粉体。
(2)将I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min、时间为14h，得到II型复合粉体。
(3)将II型复合粉体与活性炭、无水乙醇进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为32h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
对比例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002436330980000152
Figure BDA0002436330980000161
所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水。
(1)将水、活性炭与无水乙醇进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为400r/min、时间为32h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
制备实施例1～6及对比例1～5，其性能检测过程如下：
石英管固定床反应器内径Φ35mm，实验过程中将6g具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭固定在反应床中部，并利可编程控制器对反应温度进行控制。实验气氛采用N2、NO、NH3、SO2和O2在混气瓶中按[N2]为84.8％、[NO]为0.05％、[NH3]为0.05％、[SO2]为0.10％和[O2]为15％混合均匀后进入固定床反应器中模拟工业烧结烟气，其中入口气体总流量为600mL/min、体积空速为3600h-1、反应温度为120℃和反应时间为8h。采用烟气分析仪对模拟工业烧结烟气与尾气中的SO2浓度、NO浓度进行测试。依据《活性炭着火点测试方法》GB/T 20450-2006测试具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭的着火点。
表1具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭的性能
Figure BDA0002436330980000162
Figure BDA0002436330980000171

Claims (5)

1.一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，其特征在于，该冶金粉尘改性活性炭按重量百分比原料如下：
烧结电场除尘灰 15%～25%
转炉干法除尘粗灰 15%～25%
磷酸 1%～5%
活性炭 25%～50%
无水乙醇 10%～20%
水 5%～10%
石墨烯 0.1%～0.3%；
所述烧结电场除尘灰，其化学成分包括：Fe/Fe2O3、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、K和Na；
所述转炉干法除尘粗灰，其化学成分包括：Fe3O4、FeO、Fe/Fe2O3、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、K、Na、C和Zn；
所述磷酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水；所述石墨烯为工业纯；
所述冶金粉尘改性活性炭的制备包括如下步骤：
（1）利用高能球磨机在氧气气氛下对烧结电场除尘灰进行机械合金化处理，其转速为300r/min~600r/min、时间为36h~72h，得到I型复合粉体；
（2）将步骤（1）制备的I型复合粉体与转炉干法除尘粗灰、磷酸、水进行混合，利用高能球磨机在空气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为250r/min~400r/min、时间为8h~16h，得到
Figure 587979DEST_PATH_IMAGE001
型复合粉体；
（3）将步骤（2）制备的II型复合粉体与活性炭、无水乙醇、石墨烯进行混合，利用高能球磨机在氦气气氛下对其进行机械合金化处理，其转速为300r/min~600r/min、时间为24h~48h，得到具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭。
2.如权利要求1所述的一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，其特征在于，所述烧结电场除尘灰，其化学成分按质量百分数计，分别为：
Fe/Fe2O3 52.79%；
SiO2 4.35%；
CaO 7.27%；
MgO 1.58%；
Al2O3 1.62%；
K 15.88%；
Na 1.08%；
其他 15.43%。
3.如权利要求1所述的一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，其特征在于，所述转炉干法除尘粗灰，其化学成分按质量百分数计，分别为：
Fe3O4 24.04%；
FeO 26.34%；
Fe/Fe2O3 21.32%；
SiO2 2.99%；
CaO 18.84%；
MgO 3.76%；
Al2O3 0.53%；
K 0.46%；
Na 0.59%；
C 0.70%；
Zn 0.05%；
其他 0.38%。
4.如权利要求2所述的一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，其特征在于，所述烧结电场除尘灰的粒径为2.6µm～26.4µm。
5.如权利要求3所述的一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭，其特征在于，所述转炉干法除尘粗灰的粒径为1.5µm～29.0µm。
CN202010253404.7A 2020-04-02 2020-04-02 一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法 Active CN111408265B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010253404.7A CN111408265B (zh) 2020-04-02 2020-04-02 一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010253404.7A CN111408265B (zh) 2020-04-02 2020-04-02 一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111408265A CN111408265A (zh) 2020-07-14
CN111408265B true CN111408265B (zh) 2022-01-25

Family

ID=71486386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010253404.7A Active CN111408265B (zh) 2020-04-02 2020-04-02 一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111408265B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116173908B (zh) * 2023-04-25 2023-07-04 明硕环境科技集团股份有限公司 一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106984319A (zh) * 2017-05-26 2017-07-28 武汉科技大学 一种用于同时脱除烟气中氮氧化物和有机污染物的铁基复合催化剂及其制备方法
JP2017148764A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 東洋紡株式会社 アルデヒド類除去触媒組成物とその製造方法およびアルデヒド類ガスの除去方法
CN107362788A (zh) * 2017-06-20 2017-11-21 四川大学 一种氧化石墨烯/二氧化钛‑活性炭三维复合材料及其制备方法
CN109966853A (zh) * 2019-04-04 2019-07-05 安徽工业大学 一种用于烟气脱硫脱硝的复合固废基活性炭及其制备方法
CN110746795A (zh) * 2019-11-04 2020-02-04 安徽工业大学 一种具有防锈-阻燃-体质一体化的固废资源利用型颜填料及其制备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017148764A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 東洋紡株式会社 アルデヒド類除去触媒組成物とその製造方法およびアルデヒド類ガスの除去方法
CN106984319A (zh) * 2017-05-26 2017-07-28 武汉科技大学 一种用于同时脱除烟气中氮氧化物和有机污染物的铁基复合催化剂及其制备方法
CN107362788A (zh) * 2017-06-20 2017-11-21 四川大学 一种氧化石墨烯/二氧化钛‑活性炭三维复合材料及其制备方法
CN109966853A (zh) * 2019-04-04 2019-07-05 安徽工业大学 一种用于烟气脱硫脱硝的复合固废基活性炭及其制备方法
CN110746795A (zh) * 2019-11-04 2020-02-04 安徽工业大学 一种具有防锈-阻燃-体质一体化的固废资源利用型颜填料及其制备

Also Published As

Publication number Publication date
CN111408265A (zh) 2020-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102824844B (zh) 一种脱硫脱硝剂、制备方法及其用途
CN102061212B (zh) 燃煤高效催化助燃剂及其制备方法和使用方法
CN108855124B (zh) 一种利用炼钢烧结灰与锰矿石制备scr脱硝催化剂的方法
CN102423688B (zh) 一种用于净化低浓度磷化氢的核桃壳活性炭吸附剂的制备方法
CN100411709C (zh) 一种应用粉状活性焦净化烟气的方法
CN110508236B (zh) 一种微波协同处理废渣制备高效烧结烟气吸附剂及方法
CN110961106A (zh) 一种利用废固资源制备的高性能低温脱硝催化剂及其制备方法
CN109876591A (zh) 一种用于烟气脱硫脱硝的复合固废基生物质活性炭及其制备方法
CN109966853A (zh) 一种用于烟气脱硫脱硝的复合固废基活性炭及其制备方法
CN111330427A (zh) 一种金属硫化物脱汞剂在洗涤脱除烟气中汞方面的应用
CN113499778B (zh) 一种煤气化渣水泥窑炉高温烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN102836636A (zh) 一种脱硫脱硝组合物、制备方法及其用途
CN114057193A (zh) 一种氮掺杂活性炭基脱硫剂及其制备方法、应用
CN111408265B (zh) 一种具有烟气脱硫脱硝性能的冶金粉尘改性活性炭及其制备方法
Tian et al. Performance on desulfurization and denitrification of one-step produced activated carbon for purification of sintering flue gas
CN102836634B (zh) 一种脱硫脱硝的方法
CN104874344A (zh) 一种烟气吸附剂的制备方法
US20230068024A1 (en) Preparation method of mercury removal material
Su et al. Modification and resource utilization of coal gasification slag-based material: A review
CN101767041A (zh) 一种烟气除硝催化剂的制备方法
CN111330544B (zh) 一种用于降解甲醛气体的冶金尘泥改性活性炭及其制备方法
CN114890448A (zh) 一种脱硫石膏的资源化处理方法
CN113952930A (zh) 一种环保复合脱硫剂及其制备方法和应用
CN106693980A (zh) 一种烟气汞氧化催化剂及其应用
CN109821412B (zh) 一种用于烟气脱硫脱硝的复合改性活性炭及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant